具有有源滤波功能的光伏并网控制策略研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文具有有源滤波功能的光伏并网控制策略研究学位申请人：韩梦梦学科专业：电气工程指导教师：宋平岗教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写

2、的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________摘要具有有源滤波功能的光伏并网控制策略研究摘要随着我国可持续发展理念的提出，为了缓解能源危机和解决环境问题，已逐步重视对新型能源的研究。其中，太阳能作为一种新型无污染的可再生能源，现阶段已被各国广泛用于光伏发电这一新兴领域。作为分布式发电方式的太阳能并网发电不仅能够节约能源、保护环境，而且有源电力滤波技术的利用还可以提

3、高整个电网系统的效率，对国家经济的可持续发展有着重大意义。本文总结分析了光伏电池的电路等效模型及工程应用等效数学模型，并在此基础上介绍了光伏电池中MPPT的工作原理及其常用的三种算法。分析了光伏电池的设计原则，即通过光伏电池的串并联来增加输出电压和电流，以达到并网要求。本文还详细分析了光伏并网发电系统的数学物理模型，建立了系统在??坐标系和??坐标系下的动态高频、低频及控制模型，以更好地对控制策略进行研究。着重分析了三种应用场合中滤波器参数值的设计原则，为搭建仿真模型及进行仿真实验研究奠定了基础。分析了光伏并网发电系统和有源滤波装置(Act

4、ivePowerFilter,APF)的工作原理，由于两者自身功能的单一性，而导致逆变器利用率低且成本较高。通过对比分析两者在电路结构和控制方法上的相似之处，提出了具有APF功能的光伏并网发电系统。在光伏并网发电系统原有电路结构基础上，对其功能加以扩展，使其具备既能进行光伏并网发电又能抑制电网谐波和无功电流的双重功能，这一功能大大提高了设备利用率，进而节约了成本。本文还研究了光伏并网发电系统在??坐标下的控制策略，在该控制策略中，通过对其系统电路中解耦后的电压和电流进行全程跟踪控制，然后采用电流型的SVPWM调制方式进行并网。研究了瞬时功率

5、理论下的具有APF功能的光伏并网，该控制策略将光伏发出的最大有功功率变换为最大有功电流之后，将其与瞬时谐波检测模块测量的谐波无功电流进行求和，求和后的电流作为参考电流，并通过滞环比较方式进行并网。接着又研究了在??坐标下的具有APF功能的光伏并网，这一控制策略是将光伏发出的最大功率变换为可并网?轴电流分量之后，将其与瞬时谐波检测模块测量的谐波无功?、?轴电流分量对应求和，然后将求和后的电流作为参考电流量来控制逆变器。最后，在MATLAB/SIMULINK平台上，搭建了光伏电池的工程等效模型，根据这一模型和事先确定的各部分电路的参数，又搭建了

6、上述三种控制策略所对应的仿真模型，并验证了这些控制策略的正确性和可行性，证明了其具有良好的并网波形和补偿谐波和无功电流的能力。I摘要关键词：数学模型，光伏并网发电系统，有源滤波，谐波和无功电流，控制策略IIABSTRACTRESEARCHONPVGRID-CONNECTEDCONTROLSTRATEGYWITHACTIVEPOWERFILTERFUNCTIONABSTRACTWiththeintroductionoftheconceptofsustainabledevelopment,Chinagraduallyattachesgreati

7、mportancetotheresearchonnewenergytoeasetheenergycrisisandenvironmentalproblems.Atthepresentstage,thesolarenergyhasbeenwidelyusedasanewnon-polluting-renewableenergysourceinvariouscountriesintheemergingfieldofphotovoltaicpowergeneration.Solarpowergenerationcannotonlysaveener

8、gy,protecttheenvironment,butalsoimprovetheefficiencyoftheentiregridsystembytheuseofactive